Thème 14 - DevMP - Développement Logiciel Générique pour la Modélisation

des Plantes

S. Griffon, F. de Coligny et les membres du thème DevMP

Journée Axe Modélisation du monde végétal1er juillet 2016

Objectifs

Développer des logiciels de recherche fédérateurs pour répondre efficacement aux demandes des chercheurs dans le domaine de la modélisation des plantes en mettant en œuvre des approches plus génériques dans un contexte de mutualisation et d'intégration.

Les développements ayant une visée générique s'opèrent plus particulièrement dans trois contributions pérennes :

- Capsis : une plateforme dédiée à l'intégration de modèles de dynamique forestière- AMAPstudio : une suite logicielle pour la modélisation de l'architecture des plantes- Greenlab GL5 : une suite d'applications implémentant le modèle Greenlab

Ce thème est à visée technique, il concerne l'élaboration de logiciels et pas l'élaboration de modèles.

Attendus

Proposer aux scientifiques plusieurs niveaux de service :

- accès simple à des fonctionnalités usuelles (chargement, simulation, visualisation, exploration, édition, export...) au travers de logiciels interactifs, sans programmation requise

- aide à l'intégration de leurs modèles : en contrepartie d'un investissement en programmation qui leur donne une relative autonomie, ils bénéficient d'un accompagnement au démarrage personnalisé et d'un support au long cours

- participation à la définition de nouveaux outils qui doivent adresser un besoin collectif (saisie, analyse, sorties graphiques...), développés et maintenus par les développeurs

- proposition de briques logicielles interopérables avec d'autres environnements logiciels

Participants

Animateurs

Sébastien Griffon (70%), François de Coligny (70%)

Participants

Jean-François Barczi (30%), Jean Dauzat (30%), Hervé Rey (40%), Marc Jaeger (30%), Philippe Verley (30%)

Etudiants

Oumarou Zango, Raphael Perez, Junior Pastor Perez Molina...

Non permanents

Maxime Ryckwaert (jusqu'à mai 2016)

5

AMAPStudio : Formation MESP

Formation Mesure et Exploration de la Structure des Plantes les 2-3 Avril 2015

11 participants

- Jour 1 : Introduction à l'architecture et à la morphologie des plantes. Observations et mesures de branches de Noyers. Présentation de Xplo et saisie des branches observées.- Jour 2 : Présentation des fonctionnalités d'extraction de Xplo et travaux pratiques autour du noyer.- A permis de développer des nouvelles fonctionnalités dans Xplo- Très dense pour deux jours, faut-il séparer les parties Archi et Logiciel ?

Y. Caraglio, S. Sabatier, H. Rey, S. Griffon

6

Vues 3D

Export Xplo

Stratégies calibration de cylindres

Sélection

Outils d'édition interactifs

AMAPStudio : Scan- Logiciel interactif pour construire et éditer une topologie à partir d'un nuage de points TLS- Demande N. Barbier et P. Ploton pour corriger des topologies issues de nuages de points- Prototype AMAPtopo par F. Théveny, Computree plus adapté aux processus automatiques- Scan depuis janvier 2016

SimpleTreeQSM...

Nuage de points TLS

S. Griffon, F. de Coligny

Un poster et une démo à FSPMA 2016

Principes : nouveaux genres d'Arecaceae

Musa sp. (2) Sylvain Dépigny(UPR GECO)Cameroun

Attalea Speciosa (1) Danielle Mitja Eric Delaitre(IRD ESPACE-DEV )Brésil

H. Rey, R. Lecoustre, S. Griffon

- Principes : un modèle pour tous les genres de palmiers, version 2017 prévue plus complète - (1) Principes -> maquettes -> peuplement -> DART -> images -> deep-learning -> reconnaissance -> inventaire -> mise en valeur agronomique- (2) Principes -> maquettes -> variabilité variétale -> ajout d'une couche de fonctionnement écophysiologique -> production du bananier

TR

x

TR_Reit

xx

PLS

FRL

SS SS

PLD

FRS

xx

CLD

PLS

FRM

DigR : Modélisation Du Vitellaria Paradoxa Au Bénin - Projet SAFSECIRAD;Christophe JourdanYves CaraglioHervé ReyJean-François Barczi

CIRAD;Christophe JourdanYves CaraglioHervé ReyJean-François Barczi

IRD:Josiane SeghieriHerman Honfo Césaire GnangleThéodore Ouani

IRD:Josiane SeghieriHerman Honfo Césaire GnangleThéodore Ouani

- Décrire et modéliser les parties racinaires (et aériennes) du Vitellaria (Karité)- Pour améliorer les technniques agronomiques et la production- Des développements en cours pour intégrer le fonctionnement des racines dans leur

environnement édaphique - Un article sur DigR sera présenté sur cette étude de cas (Plant and Soil ?)

Projets autour d'AmapSim

GreedyGoat : extraction de donnéesT. Charles-Dominique (UCT), S. Chamaille (CEFE) - interaction plante / brouteur- effet cage (ramifications, épines, taille feuilles)- photosynthèse, cout carbone- quelle biomasse pour le brouteur- chapitre rédigé- article en cours de finition

PopCycle : 16 clones de peuplierS. Delagrange, O. Taugourdeau, P. Rochon (ISFORT)

- mesure Lidar à 4 ans- calibration AmapSim cce sensible à la lumière- validation des simulations par remesures à 7 ans- FSPMA 2016 + article en rédaction

J.F. Barczi

Projets pour rire (mais pas trop)

SimulEnamF. Lhioreau, L.Alloing-Seguier (ISEM)- dents de dinosaures- générer la structure 3D d'un morceau d'émail- coupe 2D- comparaison avec coupes réelles- article dans Journal of Mammalian Evolution - thèse

XtraWoodE. Nicolini, R. Lehnebach (Cirad), H. Morel (IBG)- calcul de la masse totale des arbres- intégration des infra-densités- fonction de l'âge et de la hauteur dans l'arbre- interpolations- une communication à ATBC

Bois fossileM.Tanrattana (Museum), B. Meyer, A.L. Decombeix - propriété hydraulique d'un échantillon de bois- analogie électrique- niveau multi cellulaire- master 2

J.F. Barczi

Complexification des modèles intégrés dans Capsis

- Capsis contient des modèles de croissance / dynamique forestière- surtout des modèles empiriques, tendance : résolutions plus fines et échelles plus vastes

- 2010 Castanea-PDG : H. Davi, S. Muratorio (INRA URFM, Avignon)genetic adaptation through natural selection driven by climatic variables in a continuous tree population...

- 2013 Forceeps : X. Morin (CNRS CEFE) basé sur Forclim (H. Bugmann ETH Zurich)forest community model for woody species...

- 2015 Phenofit : I. Chuine (CNRS CEFE)predicts species distribution at the continental scale...

- depuis quelque années, apparition de modèles écophysiologiques

P. Dreyfus (INRA / ONF) B. Courbaud (Irstea) C. Orazio (EfiAtlantic)

F. de Coligny

C. Meredieu (INRA)

Utilisation de Capsis au Québec

- Ministère de la Forêt, de la Faune et des Parcs du Québec

Bureau du forestier en chef- déterminer les possibilités forestière

cartographie, inventaire, strates, stratégie sylvicole, évolution des strates, variables de suivi, optimisation, spatialisation

- 3 ingénieurs forestiers- analyse du comportement des modèles

Bureau de mise en marché des bois- développer un outil sur a rentabilité des investissements sylvicoles

simulation de récolte, évolution, produits, valeur des arbres, rentabilité financière

- 1 ingénieur forestier

100 000 parcelles de 400 m2

Isabelle Auger, Hugues Power, Francois Guillemette, Guy Prégent (MFFPQ, DRF, Québec), Mathieu Fortin (INRA)

Echelle arbre, 44 espèces, mortalité, diamètre, recrutement, qualité, potentiel sciage, maladie corticale du hêtre, traitements sylvicoles, billonnage...

AMAPvox : LiDAR terrestre et aéroportéApplications en agroforesterieAMAPvox : LiDAR terrestre et aéroportéApplications en agroforesterie

1 Acquisitions 2 Nuage de points coregistrés3 Analyse des trajets optiques du faisceau

LiDAR

4 Densité de surfaces foliaires dans espace voxel 5 Cartographie de lumière transmise

C. Antin, G. Vincent, J. Dauzat, J. Heurtebize

- illustration de l'utilisation d'AMAPvox en agro foresterie - en lien avec post doc C. Antin et projet SAFSE

MMRMMR

• Discrete ordinates• Light budget under

natural light• Rapid calculations

ART-lidARTART-lidART

• Ray-tracing• Remote sensing, lidar• Accurate but long

MicrometeorologyMicrometeorology

EcophysiologyEcophysiology

AMAPstudio ScanAMAPvox

AMAPstudio ScanAMAPvox

• Voxelisation LAD• Virtual

measurements

• Temperature• Transpiration• Photosynthesis

Incident radiationIncident radiation

Développement d’applications Archimed optimisées avec IHMDéveloppement d’applications Archimed optimisées avec IHM

J. Dauzat, J. Heurtebize

AlloStand 3DP. Verley

- Initialement développé par N. Barbier et repris par P. Ploton dans le cadre de sa thèse

- Génération de maquettes forestières 3D à partir d’inventaires de DBH et d’allométries régionales

- Extraction de différentes analyses (canopy height model, gap fraction, etc.) -> entrées du modèle de transfert radiatif DART

- Reprise et optimisation du code en R pour générer les maquettes et post-traitement (modèle de hauteur de canopée, proportion de trouée, etc.)

Accélation de la génération des maquettes et du travail de post-traitement

Calcul Haute Performance sur cluster Cemeb / MBB

● Thèse P. Ploton● Chaîne de traitement

– maquette FTH

– transfert radiatif (DART)

● 350 parcelles de 1ha sur plusieurs régions (Afrique Centrale, Guyane, Inde)

● Thèse Raphaël Pérez● Chaîne de traitement R

– maquette palmier

– scène dans Simeo

– transfert radiatif

– analyse de sensibilité

● 10000 scènes● Perez at al. JexBot

P. Verley, C. Lavalley

Perspectives- extension de la chaine de traitement à l’analyse de texture FOTO- création d’un package R indépendant ?- intégration AlloStand dans Capsis (prévu en septembre)

Discussion

- Travail de M. Jaeger présenté dans le thème I2P

- Présentation AMAPstudio aux rencontres du Cirad lundi 4 juilletModélisation de l'architecture des plantes, application à la modélisaiton du palmier

- Capsis- rencontres CAQSIS 2016, avril 2016 au CEFE, 50 participants environ- distribué avec 24 modèles tous les ans à l'ONF (C. Deleuze)- distribué avec 9 modèles en 2015 au CNPF-IDF (M. Chartier, forêt privée)

- SunR Agrivoltaic' Studio : première version opérationnelle

- Diffusion maquettes 3D sur le web (SketchFab) ? Réflexion comme nouveau support de formation e-learning ?

- Animation - MESP en avril 2015- une réunion par an, suffisant ?

- Un nouvel IE sur Capsis : Nicolas Beudez